Gymnospermer er de eldste frøplantene på planeten vår. De spilte en viktig rolle i utviklingen av dyrelivet og fortsetter å innta en betydelig posisjon i jordens liv. Velkjent for oss gran, furu, gran, tuja, barlind eller lerk og lite kjent velvichia, saga eller ginkgo - alle disse er representanter for gruppen k alt "Gymnosperms". Vi vil vurdere deres struktur og reproduksjon senere i artikkelen.
Opprinnelse og alder
Trimnospermene er 350 millioner år gamle. De dukket opp i øvre devon (paleozoikum) og ved begynnelsen av mesozoikum hadde de allerede nådd sitt høydepunkt. Antagelig er deres opprinnelse assosiert med den gradvise utviklingen av sporer - bregner. Sammenlignet med dem hadde de nye planteartene allerede eggløsninger og pollenkorn som var direkte involvert i dannelsen av frøet. Det var en rekke fordeler som gymnospermer hadde:
- reproduksjon foregikk utenvanndeltakelse;
- frøskallet og tilførsel av næringsstoffer sørget for sikkerheten til frøplanten.
Av disse grunnene, etter kort tid, var det grønne dekket av planeten allerede for det meste gymnospermer, hvis struktur og reproduksjon bidro til vellykket utvikling av nye territorier og økologiske nisjer.
Byggefunksjoner
De fleste navngitte planter vokser i form av trær og busker, oftere - eviggrønne og sjelden - løvfellende. Noen ganger kan de nå store størrelser (sequoia, sedertre). De aller fleste bladene deres er nåleformede eller ser ut som skjell. De kalles nåler og inneholder harpikspassasjer.
Tre utgjør det meste av stammen. Den inneholder hule døde celler med perforerte vegger - trakeider. Deres tilstedeværelse er et tegn som er spesifikt for denne gruppen av planter. Det er gjennom dem at vannstrømmen oppover fra roten til bladene utføres.
I tillegg til trakeider, inneholder treet til gymnospermer også harpikskanaler. Derfor gjenkjennes representanter for planter i denne gruppen lett av den duftende bartrærlukten. Harpiksen impregnerer treverket, noe som hindrer det i å råtne. På grunn av dette er det mange hundreåringer blant bartrær. For eksempel er noen sequoiaer rundt 3000 år gamle.
Den viktigste evolusjonære fordelen som gymnospermer har, er reproduksjon uten deltagelse av dryppfuktighet og tilstedeværelsen av formasjoner som fungerer som reproduktive organer.
Reproduktive organer til gymnospermer
Fraværet av blomster er en nøkkelfunksjon hos gymnospermer. Reproduksjonen av disse plantene skjer med deltakelse av kjegler, eller strobilus. Disse formasjonene er lette å gjenkjenne på furu, gran, gran, lerk og andre representanter for bartrær. De kan kalles organer for seksuell reproduksjon.
Vanligvis er kjeglene av forskjellige kjønn - de kan være hanner og hunner og plassert enten på samme plante (enebolig) eller på forskjellige (tvebolig), med forskjellig størrelse og farge.
Hannknopper kalles mikrostrobiler, og hunnknopper kalles megastrobiler. Strobila er et forkortet og modifisert skudd, på hvilke sporofyller er plassert - modifiserte blader. Pollen modnes i mikrostrobiler. Hos megastrobiler - eggløsninger.
Funksjoner ved reproduksjon av gymnospermer
Vanligvis vurderes prosessen med reproduksjon av gymnospermer på eksemplet med skotsk furu. Dette er en monoecious plante, det vil si at hann- og hunnkjegler utvikler seg på samme tre. Den første av dem er større, rødaktig i fargen. De andre er små, grønnaktige eller blåaktige.
Avlsordningen for gymnospermer er ganske enkel. Når pollen modnes i mikrostrobiler, renner det ut, spres med vinden og kan reise lange avstander. For å gjøre dette er hvert pollenkorn utstyrt med spesielle enheter - pollenposer. Støvpartikler faller på eggløsningene som utvikler seg på megastrobiler. Slik skjer pollinering.
Vanligvis faller det på slutten av våren eller begynnelsen av sommeren. pollinertkvinnelige kjegler lukkes, skjellene deres fester seg sammen med harpiks. Befruktning skjer i eggløsningene inne i de lukkede kjeglene.
Hvordan befruktning skjer
Inne i eggløsningen er den kvinnelige gametofytten, eller embryosekken, som går gjennom flere stadier av modning. Pollen kommer inn i polleninngangen til eggløsningen, det begynner å spire inn i pollenrøret mot archegonium (fra den greske arche - "begynnelse", borte - "mors liv"). Denne formasjonen inneholder et egg. Tot alt utvikler to av dem seg i eggløsningen, men bare én gjennomgår befruktning
På det øyeblikket hadde to sædceller allerede modnet i pollenkornet og begynte å bevege seg langs vekstrøret. Når en av sædcellene når egget, skjer befruktning. Den andre sædcellen dør. Etter sammensmeltingen av to kjønnsceller dannes et frøembryo - en zygote. Selve eggløsningen omdannes til et frø. Spirende vil den bruke tilførselen av næringsstoffer.
Dette er hvordan gymnospermer formerer seg. Oppsettet for denne prosessen er vist på bildet.
Ripning og frøspredning
Etter at befruktningen har funnet sted, begynner modningen av frøet. I furu varer begge disse prosessene i 2 år. Når de er modne, blir kjeglene treaktige og endrer farge. Gradvis åpnes skjellene deres, og frø renner ut av dem.
Gymnospermer danner ikke frukt. Men for å spre seg til storeavstand, frøene har spesielle tilpasninger - pterygoide membranøse utvekster, lett båret av vinden.
Hvis ytre forhold ikke er gunstige for spiring, kan frøet hvile lenge før de optimale temperaturforholdene. Det var disse egenskapene som gjorde at gymnospermene kunne nå et stort antall arter og spre seg over store områder.
Antall arter og representanter
Den beskrevne gruppen har omtrent 600-700 arter. Ikke alle av dem har overlevd til i dag, noen representanter eksisterer bare i fossil form. For eksempel:
- cordaite;
- bennetite;
- frøbregner.
Resten av representantene er fordelt over hele kloden og vokser i alle klimasoner: fra den sørlige tropen (sagopalmer) til de kalde nordlige breddegrader (seder, lerk, gran, furu).
Den eldste representanten for gymnospermene, som eksisterer til i dag, er Ginkgo Biloba (biloba). Denne planten kalles et levende fossil, ettersom den har vokst på planeten siden mesozoikum, noe som fremgår av en rekke avtrykk i forekomstene av eldgamle bergarter.
Evolusjonær utvikling
De første gymnospermene som oppsto i paleozoikum-tiden hadde en rekke fordeler som gjorde at de kunne ta en dominerende posisjon på planeten på den tiden. Disse evolusjonært nye funksjonene kalles aromorfoser og lar deg nået nytt nivå i utviklingen av nye territorier og økologiske nisjer. Det er flere slike funksjoner som gymnospermer har:
- Reproduksjon utføres uten deltakelse fra vannmiljøet. Dette gjorde det mulig å befolke store områder på land.
- Befruktning skjer inne i eggløsningen og er beskyttet mot ytre påvirkninger - slike trekk ved reproduksjonen av gymnospermer sikrer større sikkerhet for den fremtidige planten.
- Utseendet til frøet gjorde det mulig å gi det fremtidige embryoet beskyttende dekker (frøskall) og tilførsel av mat (endosperm), som igjen økte antallet planter i denne gruppen.
Det var disse trekkene som skilte dem fra deres forfedre - bregner. Det neste, og i dag siste, stadiet i den evolusjonære utviklingen av planteverdenen er utseendet til angiospermer.
Betydningen av gymnospermer
Rollen til gymnospermer kan neppe overvurderes. Det er de som fyller rundt en tredjedel av verdens skoger involvert i luftrensing og konstant oksygenfornyelse. I tillegg har fremveksten og den brede distribusjonen av oksygenproduserende planter på planeten ført til fremveksten av andre organismer som kan bruke denne gassen i sin respirasjon.
Bartrær er hovedleverandørene av tre til ulike sfærer av menneskelivet. Dette råmaterialet brukes aktivt i produksjon av møbler, konstruksjon, skipsproduksjon og andre strategisk viktige økonomiske aktivitetsområder. Trefibre av gran er spesielt verdifulle ved produksjon av høykvalitetspapir.
Gymnospermer er mye brukt i medisin. Spesielle stoffer - fytoncider, utskilt av nesten alle bartrær, er i stand til å rense luften fra patogene mikrober. Av denne grunn er de fleste sanatorier og kursteder bygget på territoriet til barskog. Slik terapi kan i betydelig grad lindre eller eliminere mange lungesykdommer.
